工业机器人说白了, 就5个？系统": 主体"驱，动控制传感末端

文 | 伯朗特机器人

老板们，同为制造工厂，你还在观望，隔壁厂已经定制了自动化生产线。作为自动化生产线最亮眼的工人，那必定是工业机器人。

工业机器人是一种专门设计用于工业自动化生产的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有自动控制、可重复编程、多功能和高精度等特点。它们在现代制造业中扮演着重要角色，能够执行各种复杂的工业任务，如装配、焊接、搬运、喷涂、包装等。

工业机器人听起来很复杂，但是梳理一下就知道，它由5个系统组成：

1.机器人主体

主体也就是机器人的身体，是机械结构的核心，通常由基座、腰部、臂部、腕部和手部组成。基座是机器人支撑部分，确保稳定性；腰部连接基座和大臂，可转动；臂部由大臂和小臂构成，通过关节实现移动或转动；腕部连接小臂和末端执行器，用于改变空间位姿；手部是末端执行器，用于抓取、搬运或操作物体。

2.驱动系统

驱动系统也是动力系统，相当于机器人的“心血管系统”，负责为机器人提供动力，使其各关节能够精确运动。根据动力源的不同，工业机器人的驱动系统可以分为液压驱动、气动驱动和电动驱动三大类。

液压驱动是一种以液体（通常是油）为工作介质，通过液压泵、液压缸、伺服阀等元件将液压能转化为机械能，从而实现机器人运动的驱动方式。液压驱动系统具有驱动力大、运动平稳的特点，适用于需要高负载和大惯量的机器人应用，比如用在重载机器人上。不过，液压系统存在泄漏问题，且噪声较高，效率较低。

气压驱动主要由气源装置（如空气压缩机）、气缸、气罐、气阀等组成。其工作原理是通过压缩空气的压力变化来驱动执行机构运动。缺点是驱动力小、速度不易控制、噪声大、冲击强，且工作压强低，难以实现精确定位。

现代工业机器人多使用电动驱动，通过电机、减速器和传动装置实现机器人的运动控制，具有精度高、响应快、节能等优点，适用于对运动精度要求较高的任务。常见的电动驱动方式包括直流电机、交流电机和步进电机等。

BORUNTE机器人的驱动方式为电动，采用伺服驱动，齿轮或皮带传动。机器人驱动结构由电机及减速机组成，电机采用为绝对值的伺服电机，减速机有RV减速机和谐波减速机两类，电机与减速机一般使用减速机轴或波发生器连接。

3.控制系统

这是机器人的“大脑”，根据程序指令控制执行机构和传感器发出动作指令，控制机器人的运动和功能。

控制系统可以根据是否有信息反馈功能来分类为开环或闭环系统。开环控制系统不包括信息反馈，意味着一旦系统开始运行，它会按照预定的程序执行，不会根据实际情况进行调整。相对地，闭环控制系统则包含信息反馈机制，能够根据机器人的实际表现调整其行为，以确保任务的正确执行。

为了方便理解，以伯朗特的产品来看下机器人控制系统的组成：

5.感知系统：

传感系统是工业机器人感知环境的重要部分，是让机器人拥有视觉、力觉、听觉的秘密武器。包括内部传感器（如关节伺服驱动系统的传感器）和外部传感器（如视觉传感器、力/扭矩传感器等）。这些传感器帮助获取机器人本身和环境的状态信息。检测机器人的位置、速度、负载等信息，并反馈给控制系统。

常见的传感器有：

5.末端执行器

末端执行器是安装在机器人手臂末端的工具，用于完成具体的操作任务，如抓取、焊接、喷涂等。这些执行器通常设计为能够直接与被操作物体接触或间接作用，以满足各种生产需求。

末端执行器的设计可以根据特定任务进行定制，在工业生产中，末端执行器在汽车制造和电子产品生产等领域的应用尤为广泛，例如在汽车生产中，工业机器人可用于压铸、焊接和检测等任务。

工业机器人很像“人”，由主体（机座、臂部、腕部、手部）、驱动系统（液压、气动或电动）、控制系统（“大脑”）、感知系统（内外部传感器）和末端执行器（任务执行）组成。这些部分协同工作，实现高效、精确的自动化操作，这也是他们可以取代人工的原因。

（内容来源：中国基金报）